Medizintechnik: Kleinste Fräser für härteste Materialien
Fast 200.000 künstliche Hüft- und über 150.000 Kniegelenke werden nach Angaben des Bundesverbands Medizintechnologie in Deutschland pro Jahr implantiert. Um die reibungslose und möglichst langfristige Funktion dieser und vieler anderer wichtiger Anwendungen in der Medizintechnik zu gewährleisten, kommen häufig spezielle Werkstoffe wie Titan und Edelstahl zum Einsatz. Für die hochpräzise Bearbeitung der Materialien sorgen unter anderem Präzisionswerkzeuge von LMT.
Korrosionsbeständig, möglichst verschleißarm und zugleich den auftretenden Druck- und Biegebelastungen widerstehen können – im Grunde klingen die Grundbedingungen einer Prothese so ähnlich wie andere Leistungsbeschreibungen im Maschinenbau. Trotzdem ist vor allem bei den sogenannten Endoprothesen vieles anders. Der Grund dafür erklärt sich von selbst: Endoprothesen befinden sich im Inneren des Körpers. Verliert das medizintechnische Produkt durch Verschleiß seine Funktionstüchtigkeit, muss nach Jahren oder Jahrzehnten erneut operiert werden. Insofern sind diese Zahlen des Bundesverbandes Medizintechnologie besonders wichtig: 95 Prozent der Endoprothesen sind auch nach zehn Jahren noch funktionstüchtig, 75 Prozent aller eingesetzten Hüftendoprothesen müssen auch nach 25 Jahren noch nicht ausgetauscht werden.
Es ist fast selbstredend, dass viele Medizintechnik-Produkte ähnliche Qualitätsnachweise erbringen müssen. Für die spanende und nichtspanende Bearbeitung der benötigten Bauteile hat dies weitreichende Folgen – zum Beispiel in Bezug auf ihre weitreichende Qualitätssicherheit.
Know-how für effiziente Bearbeitungsstrategien
Die LMT Gruppe begleitet die Medizintechnik seit Jahrzehnten mit immer neuen Werkzeugentwicklungen, die die effiziente und hochqualitative Bearbeitung vieler Bauteile fortlaufend verbessern – natürlich nicht nur im Bereich der Endoprothesen. „Wir kennen die gesamte Technologie und die Produktionsbedingungen, die in diesem Bereich dazugehören - angefangen bei den Werkstoffen über die Bedingungen bei der spanenden Bearbeitung der Bauteile bis hin zur CAD/CAM-Programmerstellung, die am Ende eine wirtschaftliche Bearbeitungsstrategie erst möglich macht. Dieses Hintergrundwissen ist natürlich immer wieder in neue Werkzeugentwicklungen eingeflossen“, erklärt Prof. Diethard Thomas, Leiter der LMT Akademie.
Werkzeuge als Innovationstreiber
Sehr eindrücklich zeigt sich diese Dynamik anhand der Größe der im Bereich der Medizintechnik eingesetzten Werkzeuge: Inzwischen kann mit kleinsten Werkzeug-durchmessern sogar gehärteter Stahl gefräst werden. Die Mikrofräser sind so konstruiert, dass sie trotz ihrer minimalen Abmessungen auch großen Belastungen prozesssicher standhalten. LMT Fette bietet Mikrofräser ab einem Durchmesser von 0,2 mm an. Sie sind in vier verschieden langen Ausführungen verfügbar und je nach Anwendung entweder unbeschichtet oder mit den Verschleißschutzschichten TiAlN, TiSiN oder Diamant versehen. Zur Bearbeitung von Titan und Edelstählen mit Werkzeugdurchmessern ab 4 Millimeter hat LMT Fette mit seinem DHC INOX-Programm diverse Ausführungen in verschiedenen Längen und Schneideckengeometrien entwickelt (DHC - Different Helix Cutter). Ab 6 Millimeter Durchmesser sind die Werkzeuge dann sogar für die Innenkühlung ausgelegt. Zur Bearbeitung normaler Stähle sind die DHC-Werkzeuge bereits ab 1 mm Durchmesser verfügbar.
Winzlinge im Einsatz
Zur Bearbeitung von Miniaturbauteilen aus abrasiven Werkstoffen hat LMT Kieninger kleinste Fräswerkzeuge mit CBN- Schneidenausführung entwickelt. Diese sind ab einem Durchmesser von 0,4 mm verfügbar. LMT Belin rundet das Mikrowerkzeugspektrum mit kleinsten Bohrerausführungen aus Polykristalline Diamant-Schneidstoffe (PKD) ab Durchmesser 0,5 mm ab. Typische Einsatzgebiete dieser innovativen Werkzeuge sind die Zerspanung von NE-Metallen und von Kunststoffen.
Wo kommen diese „Winzlinge“ genau zum Einsatz? „Mikrowerkzeuge werden zum Beispiel bei der Herstellung von Zahnimplantaten und Knochenschrauben eingesetzt. Aber auch für die Produktion von Gerätebauteilen für minimalinvasive Eingriffe sind sie unverzichtbar“, erklärt Thomas. - Wegen der hohen technischen und hygienischen Standards stellen diese Anwendungen höchste Anforderungen mit Blick auf die geforderten Fertigungstoleranzen und die Prozesssicherheit. Insbesondere bei der Bearbeitung teurer Materialien wie Titan kommt es weniger auf die maximale Leistung einzelner Werkzeuge an als vielmehr auf eine zuverlässig reproduzierbare Qualität aller Werkzeuge über den gesamten Prozess hinweg.
Mikrofräser